1、大 學 物 理（波動光學）試 卷班級:_ 姓名:_ 學號:_日期:_年_月_日 成績:_一、 選擇題（共27分）1（本題3分） 在雙縫干涉實驗中，兩縫間距離為d，雙縫與屏幕之間的距離為D (D>>d)波長為l的平行單色光垂直照射到雙縫上屏幕上干涉條紋中相鄰暗紋之間的距離是 (A) 2lD / d (B) l d / D (C) dD / l (D) lD /d 2（本題3分） 在雙縫干涉實驗中，設(shè)縫是水平的若雙縫所在的平面稍微向上平移，其它條件不變，則屏上的干涉條紋 (A) 向下平移，且間距不變 (B) 向上平移，且間距不變 (C) 不移動，但間距改變 (D) 向上平移，且間距改變

2、 3（本題3分） 把一平凸透鏡放在平玻璃上，構(gòu)成牛頓環(huán)裝置當平凸透鏡慢慢地向上平移時，由反射光形成的牛頓環(huán) (A) 向中心收縮，條紋間隔變小 (B) 向中心收縮，環(huán)心呈明暗交替變化 (C) 向外擴張，環(huán)心呈明暗交替變化 (D) 向外擴張，條紋間隔變大 4（本題3分） 在邁克耳孫干涉儀的一支光路中，放入一片折射率為n的透明介質(zhì)薄膜后，測出兩束光的光程差的改變量為一個波長l，則薄膜的厚度是 (A) l / 2 (B) l / (2n) (C) l / n (D) 5（本題3分） 在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，若增大縫寬，其他條件不變，則中央明條紋 (A) 寬度變小 (B) 寬度變大 (C) 寬度不變，

3、且中心強度也不變 (D) 寬度不變，但中心強度增大 6（本題3分） 某元素的特征光譜中含有波長分別為l1450 nm和l2750 nm (1 nm10-9 m)的光譜線在光柵光譜中，這兩種波長的譜線有重疊現(xiàn)象，重疊處l2的譜線的級數(shù)將是 (A) 2 ，3 ，4 ，5 (B) 2 ，5 ，8 ，11 (C) 2 ，4 ，6 ，8 (D) 3 ，6 ，9 ，12 7（本題3分） 一束光強為I0的自然光垂直穿過兩個偏振片，且此兩偏振片的偏振化方向成45°角，則穿過兩個偏振片后的光強I為 (A) (B) I0 / 4 (C) I 0 / 2 (D) I0 / 2 8（本題3分）自然光以布儒斯

4、特角由空氣入射到一玻璃表面上，反射光是 (A) 在入射面內(nèi)振動的完全線偏振光 (B) 平行于入射面的振動占優(yōu)勢的部分偏振光 (C) 垂直于入射面振動的完全線偏振光 (D) 垂直于入射面的振動占優(yōu)勢的部分偏振光 9（本題3分） 自然光以60°的入射角照射到某兩介質(zhì)交界面時，反射光為完全線偏振光，則知折射光為 (A) 完全線偏振光且折射角是30° (B) 部分偏振光且只是在該光由真空入射到折射率為的介質(zhì)時，折射角是30° (C) 部分偏振光，但須知兩種介質(zhì)的折射率才能確定折射角 (D) 部分偏振光且折射角是30° 二、 填空題（共25分）10（本題4分） 如

5、圖，在雙縫干涉實驗中，若把一厚度為e、折射率為n的薄云母片覆蓋在S1縫上，中央明條紋將向_移動；覆蓋云母片后，兩束相干光至原中央明紋O處的光程差為_11（本題3分） 一平凸透鏡，凸面朝下放在一平玻璃板上透鏡剛好與玻璃板接觸波長分別為l1600 nm和l2500 nm的兩種單色光垂直入射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)從中心向外數(shù)的兩種光的第五個明環(huán)所對應(yīng)的空氣膜厚度之差為_nm12（本題3分） 波長為l的平行單色光垂直照射到折射率為n的劈形膜上，相鄰的兩明紋所對應(yīng)的薄膜厚度之差是_ 13（本題3分） 惠更斯菲涅耳原理的基本內(nèi)容是：波陣面上各面積元所發(fā)出的子波在觀察點P的_，決定了P點的合振動及光強14

6、（本題3分） 波長為500 nm(1nm=109m)的單色光垂直入射到光柵常數(shù)為1.0×10-4 cm的平面衍射光柵上，第一級衍射主極大所對應(yīng)的衍射角j =_15（本題3分）用波長為l的單色平行紅光垂直照射在光柵常數(shù)d=2mm (1mm=10-6 m)的光柵上，用焦距f =0.500 m的透鏡將光聚在屏上，測得第一級譜線與透鏡主焦點的距離l=0.1667m則可知該入射的紅光波長l=_nm(1 nm =10-9 m)16（本題3分）如圖所示的楊氏雙縫干涉裝置，若用單色自然光照射狹縫S，在屏幕上能看到干涉條紋若在雙縫S1和S2的一側(cè)分別加一同質(zhì)同厚的偏振片P1、P2，則當P1與P2的偏振

7、化方向相互_時，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉條紋17（本題3分）光的干涉和衍射現(xiàn)象反映了光的_性質(zhì)光的偏振現(xiàn)象說明光波是_波三、 計算題（共38分）18（本題8分） 在牛頓環(huán)裝置的平凸透鏡和平玻璃板之間充以折射率n1.33的液體(透鏡和平玻璃板的折射率都大于1.33 ) 凸透鏡曲率半徑為300 cm，用波長l650 nm (1 nm=10-9 m)的光垂直照射，求第10個暗環(huán)的半徑(設(shè)凸透鏡中心剛好與平板接觸，中心暗斑不計入環(huán)數(shù))19（本題5分） 用波長l=632.8nm(1nm=10-9m)的平行光垂直入射在單縫上，縫后用焦距f=40cm的凸透鏡把衍射光會聚于焦平面上測得中央明條紋的寬度為

8、3.4mm，單縫的寬度是多少？ 20（本題10分）一束平行光垂直入射到某個光柵上，該光束有兩種波長的光，l1=440 nm，l2=660 nm (1 nm = 10-9 m)實驗發(fā)現(xiàn)，兩種波長的譜線(不計中央明紋)第二次重合于衍射角j=60°的方向上求此光柵的光柵常數(shù)d21（本題10分） 一光束由強度相同的自然光和線偏振光混合而成此光束垂直入射到幾個疊在一起的偏振片上 (1) 欲使最后出射光振動方向垂直于原來入射光中線偏振光的振動方向，并且入射光中兩種成分的光的出射光強相等，至少需要幾個偏振片？它們的偏振化方向應(yīng)如何放置？ (2) 這種情況下最后出射光強與入射光強的比值是多少？ 22

9、（本題5分） 在水(折射率n11.33)和一種玻璃(折射率n21.56的交界面上，自然光從水中射向玻璃，求起偏角i0若自然光從玻璃中射向水，再求此時的起偏角 四、 理論推導與證明題（共5分）23（本題5分） 如圖所示的雙縫干涉裝置中，假定兩列光波在屏上P點處的光場隨時間t而變化的表示式各為 E1 = E0 sinw t E2=E0 sin(t+f) f表示這兩列光波之間的相位差試證P點處的合振幅為 式中l(wèi)是光波波長，Em是Ep的最大值 五、 回答問題（共5分）24（本題5分） 在單縫衍射圖樣中，離中心明條紋越遠的明條紋亮度越小，試用半波帶法說明大學物理（波動光學）試卷解答 一、 選擇題（共27

10、分）D B B D A D B C D二、 填空題（共25分）10（本題4分）上 2分(n-1)e 2分11（本題3分）225 3分12（本題3分）l/(2n) 3分13（本題3分）干涉(或答“相干疊加”) 3分14（本題3分）30° 3分15（本題3分）632.6 或 633 3分參考解： d sinj =l l =f·tgj 由式得 tgj =l / f = 0.1667 / 0.5 = 0.3334 sinj = 0.3163 l = d sinj =2.00×0.3163×103 nm = 632.6 nm16（本題3分）平行或接近平行 3分17

11、（本題3分） 波動 1分 橫 2分三、 計算題（共38分）18（本題8分）解： R2r2(R - r)2 r2 = 2Re e2略去e2，則 2分 暗環(huán)： 2nel( 2k1)l 2e (k0，1，2，) 3分 k10 2分 r0.38 cm 1分19（本題5分）解：中央明紋寬度 Dx = 2 x1 2 f l/ a 2分單縫的寬度 a = 2 f l/Dx = 2×400×6328×10-9 / 3.4 m 2分 = 0.15 mm 1分20（本題10分）解：由光柵衍射主極大公式得 4分當兩譜線重合時有 j1= j2 1分即 1分兩譜線第二次重合即是 ， k1=

12、6， k2=4 2分由光柵公式可知d sin60°=6l1 =3.05×10-3 mm 2分21（本題10分）解：設(shè)入射光中兩種成分的強度都是I0，總強度為2 I0 (1) 通過第一個偏振片后，原自然光變?yōu)榫€偏振光，強度為I0 / 2， 原線偏振光部分強度變?yōu)镮0 cos2q，其中q為入射線偏振光振動方向與偏振片偏振化方向P1的夾角以上兩部分透射光的振動方向都與P1一致如果二者相等，則以后不論再穿過幾個偏振片，都維持強度相等(如果二者強度不相等，則以后出射強度也不相等)因此，必須有 I0 / 2I0 cos2 q，得q45° 2分為了滿足線偏振部分振動方向在出射后

13、“轉(zhuǎn)過”90°，只要最后一個偏振片偏振化方向與入射線偏振方向夾角為90°就行了 2分 綜上所述，只要兩個偏振片就行了(只有一個偏振片不可能將振動方向“轉(zhuǎn)過”90°) 2分 配置如圖，表示入射光中線偏振部分的振動方向， P1、P2分別是第一、第二偏振片的偏振化方向 2分 (2) 出射強度I2(1/2)I0 cos2 45°I0 cos4 45° I0 (1 / 4)+(1 / 4)=I0/2比值 I2/(2I0)1 / 4 2分22（本題5分）解：光自水中入射到玻璃表面上時， tg i01.56 / 1.33 2分 i049.6° 1分光自玻璃中入射到水表面上時， tg 1.33 / 1.56 40.4° (或 90°i040.4°) 2分四、 推導與證明題（共5分）23（本題5分）證：由于